循环流化床脱硫过程中的气固两相流动是远离平衡态的过程，与介尺度上流动结构的非均匀性密切相关，主要表现为颗粒浓度在时间和空间上的非均匀分布。传统的平均化方法，无法描述这种内在的非均匀结构，故而需要研究介尺度结构与颗粒—流体相互作用的关系，建立考虑了非均匀性的气固两相相互作用模型。本研究首先确立了气固流动中介尺度结构特征参数的定义，包括：颗粒团判定准则，颗粒浓度分布的非均匀度。进一步发展了快速离散模拟算法和程序，为虚拟实验和数值仿真提供了基础。在离散颗粒模拟的框架内，又通过简化的虚拟实验，发展了基于局部非均匀两相结构的曳力模型，并在本研究发展的离散模拟程序中实现了该模型。通过对鼓泡床和典型快速流化床的模拟，验证了本模型具有较高的精度和良好的普适性。采用考虑了介尺度效应的曳力模型对循环流化床的操作状态进行了模拟，成功预报了文献中报道的choking现象；对该现象的准确预报能指导流化床脱硫过程的操作和优化，实现更高的脱硫效率。本研究发展的模型、程序和部分已完成的计算，为进一步循环流化床脱硫的模拟优化提供理论基础。